Soal 8.5
Buatlah simulasi rangkaian aplikasi mux-demux dengan IC CMOS
1. TUJUAN [kembali]
·
Mampu mengaplikasikan mux demux kedalam rangkaian percobaan
·
Mempelajari simulasi rangkaian aplikasi
·
Mempelajari prinsip kerja rangkaian aplikasi
Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)
Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.
Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)
Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).
Struktur Battery
Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik.
Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem pengambil arusnya.
| Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : |
0 = Fluksi Magnet
e = Tegangan Imbas, GGL (Gaya Gerak Listrik)
Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
-Multimeter
- BAHAN
A. Konfigurasi pin
- Pin 7 adalah suplai negatif
- Pin 14 adalah suplai positif
- Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang
- Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang
B. Spesifikasi
- Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
- Propagation delay : 55 ns
- Level tegangan I/O : CMOS
- Kemasan : DIP 14-pin
-Transistor NPN
A. Konfigurasi PIN
1. Emitter
2. Base
3. Collector
B. Spesifikasi
| Transistor Polarity | NPN |
| Collector Emitter Voltage V(br)ceo | 30V |
| Transition Frequency Typ ft | - |
| DC Collector Current | 800mA |
| Power Dissipation Pd | 500mW |
| DC Current Gain hFE | 100 |
| Operating Temperature Range | - |
| Transistor Case Style | TO-18 |
| No. of Pins | 3 |
| MSL | - |
- Resistor
Spesifikasi :
Resistance (Ohms) : 220 V
Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
Tolerance : ± 5%
Packaging : Bulk
Composition : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status : Lead Free
RoHS Status : RoHs Complient
A. Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
- Trigger Current (Nominal current) : 70mA
- Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
- Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
- Compact 5-pin configuration with plastic moulding
- Operating time: 10msec Release time: 5msec
- Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)
Nomor PIN | Nama Pin | Deskripsi |
1 | Coil End 1 | Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground |
2 | Coil End 2 | Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground |
3 | Common (COM) | Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan dikontrol |
4 | Normally Close (NC) | Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu |
5 | Normally Open (NO) | Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu |
–Stepper motor tipe bipolar yang bekerja pada tegangan 9V.
– Tipe: bipolar.
– Kondisi: refurbished, sudah diuji @ 9V.
– Tegangan kerja: 12V (new-rated), 259mA.
– Resolusi: 7,5º/step (full step).
– Torsi: 38,2 mN.m (new-rated).
1. Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2) : Pin untuk mengatur tegangan offset jika perlu
2. Pin2 (IN-) : Pin inverting dari Op Amp
3. Pin3 (IN +) : Pin Non inverting Op Amp
4. Pin4 (Vcc-) : Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif
5. Pin6 (Output) : Output daya pin Op-amp
6. Pin7 (Vcc +) : Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan
7. Pin8 (NC) : Tidak ada koneksi
- Supply tegangan ±18V
- Perbedaan tegangan input daya adalah ±15V
- Rasio penolakan mode umum adalah 90dB
- Amplifikasi tegangan diferensial adalah 200V/mv
- Arus supply adalah 1.5mA
- Pin ini dapat diakses dalam berbagai paket seperti paket 8-Pin PDIP, VSSOP, & SOIC
Resistansi = 10 K Ohm
Toleransi resistensi = ± 5%
Suhu kerja = -55 ° _-+ 125 °
Rotasi Life = 10,000,000 Shaft
Mekanik Perjalanan = 360 ° + 10 °-0 °
Resistance pada 25DegC = 10 Ohm Max Steady State Current = 7A Approx.R @ Max.Cur =0.130 Ohm Dissipation factor ()(mW/) = 32 Thermal time constant (s) = 150
* Pin 1 : Vcc
* Pin 2 : Gnd
* Pin 3 : Vout
Operating voltage 2.0V~5.5V
Operating current @VDD=3V, no load
At low power mode typical 1.5uA, maximum 3.0uA
The response time max 220mS at low power mode @VDD=3V
Sensitivity can adjust by the capacitance(0~50pF) outside
Stable touching detection of human body for replacing traditional direct switch key
Provides Low Power mode
Provides direct mode、toggle mode by pad option(TOG pin) Q pin is CMOS output
All output modes can be selected active high or active low by pad option(AHLB pin)
After power-on have about 0.5sec stable-time, during the time do not touch the key pad, and the function is disabled
Auto calibration for life at low power mode the re-calibration period is about 4.0sec normally, when key detected touch and released touch, the auto re-calibration will be redoing after about 16sec from releasing key
The sensitivity of TTP223N-BA6 is better than TTP223-BA6’s. but the stability of TTP223N-BA6 is worse than TTP223-BA6’s.
A. Konfigurasi pin
C. Grafik sensor pir terhadap jarak, kecepatan,arah objek
3. DASAR TEORI [kembali]
- Multiplexer CMOS 4052
Multiplexer adalah perangkat yang mengubah n input (banyak input) menjadi satu output. Cara kerja Mux atau multiplexer ini yaitu dengan memilih salah satu inputan dari beberapa sinyal input analog maupun digital untuk diteruskan ke jalur output.Didalam perangkat multiplexer terdapat terminal yang bernama ‘select input’ yang bertugas untuk memutuskan terminal input mana yang akan dipilih untuk dikirimkan kedalam satu jalur output.
Pada era digital yang mana seluruh teknologi informasi semakin maju, maka tidak heran apabila multiplexer sangat maju untuk urusan komponen penting yang digunakan dalam meraih informasi dengan cepat. Alat ini sangat wajib untuk dimiliki oleh beberapa perangkat elektronik tertentu.
Komponen ini biasanya ditemukan pada sebuah komputer agar bisa melakukan perintah yang diinginkan oleh operator. Biasanya, alat yang satu ini juga biasa disebut sebagai Mux untuk istilah singkatnya. Berikut adalah klasifikasi dari alat ini:
- 2-1 Mux (1 baris)
- 4-1 Mux (2 baris)
- 8-1 Mux (3 baris)
- 16-1 Mux (4 baris)
Kedua komponen ini seringkali berhubungan dan selalu disandingkan antara satu sama lain sehingga perintah yang dimasukkan bisa dilanjutkan pada komponen yang lain. Pada demultiplexer, tersedia banyak jalur output dan hanya satu jalur input. Berikut ini adalah klasifikasi demultiplexer:
- 1-2 Demultiplexer (1 baris)
- 1-4 Demultiplexer (2 baris)
- 1-8 Demultiplexer (3 baris)
- 1-16 Demultiplexer (4 baris)
Dalam kehidupan sehari-hari multiplexer biasanya digunakan terhadap beberapa aplikasi yang begitu berguna untuk membantu pekerjaan. Bahkan tanpa adanya alat ini, bisa dibilang kita pasti akan merasa kesulitan dalam bekerja.
Karena itu, pastinya kita merasa bersyukur akan ditemukannya alat yang begitu canggih ini. Ini dia beberapa fungsi multiplexer yang diaplikasikan pada beberapa peralatan elektronika:
- Jaringan Telepon
- Sistem Komunikasi
Dilansir dari jurnal Pens.ac.id, sebuah rangkaian Mux atau multiplexer terkadang cukup kompleks dan perlu ilmu pengetahuan khusus untuk memahaminya. Akan tetapi, bagi yang sudah familiar dengan sistem output dan input komputer mungkin tidak terlalu bingung dengan hal ini.
Secara umum, rangkaian tersebut disusun dengan sedemikian rupa agar transmisi data bisa menjadi lebih efisien. Dengan begitu, maka proses transfer informasi pun bisa dilakukan dengan lebih cepat. Biasanya, dasar rangkaian ini terbentuk atas hal berikut:
- Output berlawanan dengan input
- Input memiliki nilai sama dengan output
Dari empat sinyal inputan diatas, salah satu input akan dipilih dan diteruskan ke jalur output berdasarkan kombinasi inputan yang terdapat pada dua jalur seleksi. Lebih jelasnya bisa anda lihat pada tabel kebenaran multiplexer 4×1 dibawah ini :
| Jalur Seleksi | Output | |
| S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | I0 |
| 0 | 1 | I1 |
| 1 | 0 | I2 |
| 1 | 1 | I3 |
Berdasarkan tabel kebenaran multiplexer diatas, didapatkan persamaan fungsi bolean untuk sinyal output, dengan Y sebagai :
Perangkat Multiplexer 8×1 memiliki 8 buah sinyal input data, 3 jalur seleksi dan juga satu jalur output. Sehingga dalam pembuatan rangkaiannya kita membutuhkan dua Multiplexer 4×1 dan juga satu buah Multiplexer 2×1.
Kita asumsikan Multiplexer 8×1 memiliki delapan sinyal input data yakni inputan I0 sampai I7, dengan tiga buah jalur seleksi S0 sampai S2 dan satu jalur output Y. Untuk memudahkannya, silahkan teman teman lihat pada tabel kebenaran multiplexer 8×1 dibawah ini :
| Jalur Seleksi | Output | ||
| S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | I0 |
| 0 | 0 | 1 | I1 |
| 0 | 1 | 0 | I2 |
| 0 | 1 | 1 | I3 |
| 1 | 0 | 0 | I4 |
| 1 | 0 | 1 | I5 |
| 1 | 1 | 0 | I6 |
| 1 | 1 | 1 | I7 |
Input data Multiplexer 4×1 atas adalah I7 hingga I4 dan input data Multiplexer 4×1 bawah adalah I3 hingga I0. Dari situ kita tahu bahwa pada tiap Multiplexer 4×1 menghasilkan output berdasarkan nilai garis seleksi, s1 & s0.
-Encoder 74LS147
Supaya memudahkan penggunaannnya biasanya memakai sebuah sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Bentuk tampilan modern disusun sebagai metode 7 bagian atau dot matriks. Jenis tersebut sama dengan namanya, menggunakan sistem tujuh batang led yang dilapis membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf yang dilihatkan dalam gambar itu ditetapkan untuk menandai bagian-bagian tersebut.
Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 bagian, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder tersebut terbentuk dari pintu-pintu akal yang masukannya berbetuk digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.
 |
Perhatikan tabel kebenaran gerbang AND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang AND akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 1" sebalikanya "Gerbang AND akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah satu masukannya merupakan logika 0"
Jenis Gerbang Logika AND
Adapun gerbang logika AND terdiri dari gerbang logika AND 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan ekspresi Boolean untuk fungsi logika AND didefinisikan sebagai (.) yang mana merupakan operasi bilangan biner, sehingga gerbang AND dapat diturunkan secara bersama-sama untuk membentuk sejumlah input.
Tetapi mengingat bahwa IC gerbang AND yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4. maka diperlukan input tambahan , sehingga gerbang AND standar perlu diturunkan bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan, sebagai contoh
Gerbang AND Multi Input
Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi Boolean yaitu :
Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.
Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1
Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.
Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Berikut adalah macam-macam resistor dan simbolnya
Prinsip Kerja Relay
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1.Electromagnet (Coil)
2.Armature
3.Switch Contact Point (Saklar)
4.Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :
-Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
-Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.
Arti Pole dan Throw pada Relay
Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw:
- Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
- Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)
- Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
- Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
- Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
- Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.
Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :
Fungsi-fungsi dan Aplikasi RelayBeberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :
- Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
- Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
- Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
- Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.
Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.
Dioda digambarkan seperti sebuah switch/saklar dimana saklar tersebut hanya akan bekerja di beri tegangan atau arah arus sesuai dengan polaritas kaki ioda itu sendiri. Pada arah bias maju, bias kaki anoda diberikan tegangan (+) dan tegangan (-) pada katoda maka dioda akan dapat mengalirkan arus pada satu arah. Sedangkan pada arah arus mundur bias dimana kaki anoda diberi tegangan (-) dan tegangan (+) pada katoda maka saklar menjadi terbuka atau saklar OFF.
Transistor Bipolar atau nama lainnya adalah transistor dwikutub adalah jenis transistor paling umum di gunakan dalam dunia elektronik. Di dalam transistor ini terdapat 3 lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua lapisan inti, yaitu lapisan P-N-P dan lapisan N-P-N.Transistor tipe NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke emitor.
Transistor bipolar juga memiliki 3 kaki yang masing masing di beri nama Basis (B), Kolektor (K) dan Emiter (E). Perbedaan antara fungsi dan jenis-jenis transisor ini terlihat pada polaritas pemberian tegangan bias dan arah arus listrik yang berlawanan.
Cara kerja transistor bipolar dapat di lihat dari dua dioda yang terminal positif dan negatif selalu berdempet, itu sebabnya pada saat ini terdapat 3 kaki terminal. Perubahan arus listrik dari jumlah kecil dapat menimbulkan efek perubahan arus listrik dalam jumlah besar khususnya pada terminal kolektor. Prinsip kerja ini lah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.
Prinsip kerja transistor PNP adalah arus mengalir dari emitor menuju kolektor. Dibandingkan NPN, pada PNP terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor tidak bekerja. Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari emitor ke kolektor.
Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.
Motor DC adalah motor listrik yang merupakan perangkat elektromekanis yang menggunakan interaksi medan magnet dan konduktor untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik putar, dimana motor DC dirancang untuk dijalankan dari sumber daya arus searah (DC). Sudah lebih dari 100 tahun motor DC brush (disikat) digunakan dalam industri serta aplikasi domestik.
Prinsip Kerja Motor DC
Komponen utama dari Motor DC adalah Winding/liltan, Magnet, Rotors, Brushes, Stator dan sumber arus searah (Arus DC). Ketika armature ditempatkan dalam medan magnet yang dihasilkan oleh magnet maka armature diputar dengan menggunakan arus searah, hal ini menghasilkan gaya mekanik. Dengan memanfaatkan putaran motor DC banyak jenis pekerjaan yang dapat dikerjakan.
1. Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2) : Pin untuk mengatur tegangan offset jika perlu
2. Pin2 (IN-) : Pin inverting dari Op Amp
3. Pin3 (IN +) : Pin Non inverting Op Amp
4. Pin4 (Vcc-) : Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif
5. Pin6 (Output) : Output daya pin Op-amp
6. Pin7 (Vcc +) : Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan
7. Pin8 (NC) : Tidak ada koneksi
1. Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
2. Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
3. Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
4. Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
5. Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
6. Karakteristik tidak berubah dengan suhu
Rangkaian dasar Op Amp
*From Engineering Circuit Analysis by William H. Hayt
Komparator Op Amp
Komparator digunakan untuk membandingkan dua tegangan (V non-inverting dan V inverting) dan mengubah outputnya berdasarkan tegangan sumber.
*From Engineering Circuit Analysis by William H. Hayt
Hubungan input-output:
*V1 adalah tegangan input non-inverting; V2 adalah tegangan input non-inverting; Vs adalah tegangan sumber (+Vs/-Vs)
Dari gambar dapat dilihat bahwa op amp digunakan untuk membandingkan Vin terhadap tegangan referensi 2.5V, serta pada op amp dihubungkan sumber tegangan +12V dan -12V. Grafik menunjukkan bahwa jika tegangan Vin lebih besar dari 2.5V maka Vout adalah -12V, sebaliknya jika tegangan Vin lebih kecil dari 2.5V maka Vout adalah +12V.
Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :1.Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2.Element Resistif
3.Terminal
Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.
Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).
Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).Fungsi-fungsi Potensiometer
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
Nilai Resistansi Thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitar Thermistor NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk Thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus / Positif).
· Simbol dan Gambar Thermistor NTC
Berikut ini adalah Simbol dan Gambar Komponen Thermistor NTC :
Contoh perubahaan Nilai Resistansi Thermistor NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya (dikutip dari Data Sheet salah satu Produsen Thermistor MURATA Part No. NXFT15XH103), Thermistor NTC tersebut bernilai 10kO pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kO, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kO, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kO dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kO. Jika digambarkan, maka Karakteristik Thermistor NTC tersebut adalah seperti dibawah ini :
1. Resistensi Daya-Nol dari Termistor: (R)
Titik referensi yang nyaman untuk termistor yang disediakan oleh resistansi adalah pada 25 ° C (pada dasarnya pada suhu kamar). Rumus yang digunakan untuk menentukan resistansi termistor:
Dimana:
R0 = Resistensi dalam suhu lingkungan T0 (K)
B = Konstanta material
2. Konstanta Material: (B)
Konstanta material B mengontrol kemiringan karakteristik RT seperti yang ditunjukkan pada gambar. Nilai B bervariasi menurut suhu dan ditentukan antara dua suhu 25 ° C dan 85 ° C dengan rumus:
B 25/85 adalah nilai yang digunakan untuk membandingkan dan mengkarakterisasi keramik yang berbeda. Toleransi pada nilai ini disebabkan oleh komposisi material
3. Koefisien suhu Resistensi: ( a )
Nilai ini menunjukkan kepekaan suatu sensor menurut perubahan suhu. Ini didefinisikan sebagai:
Rumus tersebut menyatakan bahwa toleransi relatif pada a sama dengan toleransi relatif pada nilai B.
4. Konstanta Waktu Termal
Ini adalah periode waktu di mana suhu termistor akan berubah dengan cepat 63,2% perbedaan suhu (T 0 ) dari suhu lingkungan (T 1 ).
5. Konstanta Disipasi Termal
Besarnya daya listrik P (mW) yang dikonsumsi pada T1 (suhu lingkungan) dan T2 (suhu thermistor naik), dengan rumus sebagai berikut:
Di mana, C adalah konstanta disipasi termal.
- PIR Sensor
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar.Sensor PIR sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus -PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor
-PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu Untuk manusia sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4 mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR. (Secara umum sensor PIR memang dirancang untuk mendeteksi manusia) dimana sensor ini membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 Vdc The PIR sensor sendiri memiliki dua slot di dalamnya, setiap slot terbuat dari bahan khusus PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Di dalam sensor PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. Seperti terlihat pada gambar 2 dibawahini. sensor PIR pada saat berlogika 1 dan 0. Pengujian ini juga diperlukan untuk mengetahui nilai tegangan output sensor passive infrared (PIR) ketika mendeteksi gerakan manusia dan tidak mendeteksi gerakan manusia.
Cara melakukan pengujian ini adalah sensor harus mendapat tegangan input sebesar 5 Vdc
Gambar 2
Grafik Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan
-PIR ini terdapat bagianbagian yang mempunyai perannya masingmasing,
yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator.
   Gambar 2 |
4. PERCOBAAN [kembali]
a.Prosedur percobaan
Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian pada proteus,
Ujilah rangkaian dengan menekan tombol play. Rangkaian akan berhasil jika led - red menyala.
Sambungkan atau rangkai setiap komponen,
Tambahkan besar tegangan yang diinginkan,
Susunlah komponen pada proteus sesuai dengan rangkaian,
b. Rangkaian simulasi
- Foto Rangkaian
.png)
- Prinsip Kerja
Pada Sensor PIR, Apabila Sensor PIR
mendeteksi adanya asap maka sensor PIR akan aktif ( berlogika 1 ) dan
mengalirkan arus dari pin output sensor PIR ke kaki gerbang AND dan kemudian
diteruskan ke kaki base transistor . Pada kaki gerbang AND dihasilkan kan lah
output berlogika 1 ini menyebabkan transistor ON dan arus mengalir dari supply
ke kaki collector menuju kaki emitter transistor . Sejalan dengan itu, arus
juga mengalir pada kumparan (RL1) dan relay pun berpindah yang menyebabkan
rangkaian motor menjadi rangkaian tertutup. Battery pun akan menyuplai tegangan
sebesar 12 V ke motor DC hal ini akan menyebabkan motor (berfungsi
sebagai tempat keluarnya air). Sensor PIR ini saat aktif juga dihubungkan
dengan rangkaian multiplexer sehingga saat sensor aktif maka akan ada tampilan
angka 1 pada seven segment yg berfungsi sebagai indikator bahwa sensor PIR
aktif.
Sedangkan saat sensor tidak mendeteksi asap
(berlogika 0) maka tidak akan ada arus yang mengalir sehingga relay tidak
menyala dan switch tetap ditempatnya dan pada rangkaian multiplexer saat sensor
PIR dalam keadaan off maka akan ada tampilan angka 0 pada seven segment yg
berfungsi sebagai indikator bahwa sensor PIR off.
Ketika touch sensor tidak mendeteksi
adanya api maka tidak ada arus yang mengalir logicstate(0). Sehingga tegangan
pada gate bernilai kurang dari 0,7 V maka transistor tidak aktif maka arus
langsung menuju ke kaki ground. sehingga relay mati karna tidak menerima arus.
karna relay off maka motor mati karna tidak mendapat tegangan dari battery.
Karna touch sensor terhubung dengan rangkaian multiplexer maka saat sensor
dalam keadaan off akan ada tampilan angka 0 pada seven segment. Ketika touch
sensor mendeteksi api logicstate(1) maka touch sensor akan mengeluarkan
tegangan sebesar 5V. Setelah itu mengalir ke gerbang AND kemudian dieruskan ke
resistor. Selanjutnya rangkaian menuju transistor, karena tegangan di gate
bernilai 0.76 V maka transistor aktif, dengan aktifnya transitor maka akan ada
tegangan mengalir dari suplay sebesar 5V menuju relay.Karena adanya tegangan
yang melewati relay maka relay aktif, saklar bergerak ke kanan. Sehingga motor
akan mendapatklan suplay dari batterai sebesar 5V dan motor akan berputar.
Sensor touch ini saat aktif juga dihubungkan dengan rangkaian multiplexer
sehingga saat sensor aktif maka akan ada tampilan angka 2 pada seven segment yg
berfungsi sebagai indikator bahwa sensor touch aktif.
Pada NTC, Dengan adanya arus yang
melewati NTC maka NTC akan aktif jika suhu (>34)sehingga akan ada tegangan
yang keluar dari NTC kemudian diteruskan ke kaki Inverting prinsip kerja dari
OP-AMP ini yaitu jika Vi > Vref maka Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo =+Vsat. kemudian dari OP-AMP akan diteruskan ke resistor dan
diteruskan ke kaki base transitor, karna tegangan pada kaki base lebih dari 0.7
V maka transitor akan aktif sehingga akan ada arus yang mengalir dari power
supply kemudian ke resistor,lanjut ke relay, setelah itu ke kaki kolektor
kemudian ke kaki emiter dan berakhir di ground.Dengan adanya arus yang melewati
relay maka relay akan aktif. Dimana relay disini membantu agar kedua motor pada
rangkaian dapat bekerja. Jika suhu ruangan yang terbakar sudah dibawah (<=34)
maka NTC akan off sehingga tidak ada arus yang mengalir ke OP-AMP maupun ke
kaki transitor yang mengakibatkan relay dalam keadaan mati. Dengan matinya relay
maka switch pada relay akan berpindah sehingga kedua motor yang hidup tadi akan
otomatis mati (sehingga APAR atau air yang berfungsi untuk memadamkan api akan
mati) karna suhu pada ruangan telah berada dibawah suhu yang telah ditentukan
pada NTC.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar